Vũ trụ đã khép?

Phóng to

Giám đốc NASA Charles Bolden công bố địa điểm “nghỉ hưu” của bốn tàu con thoi nhân kỷ niệm 30 năm phóng tàu con thoi đầu tiên Columbia 12-4-1981 - Ảnh: nasa.gov

Lãnh đạo Cơ quan Hàng không và không gian Hoa Kỳ (NASA) Charles Bolden đã giới thiệu địa chỉ mới của bốn tàu con thoi “về hưu” nhân kỷ niệm 30 năm ngày phóng tàu con thoi đầu tiên Columbia 12-4-1981.

Phát biểu tại Trung tâm vũ trụ Kennedy ngày 13-4-2011, ông Bolden cho biết việc đưa các con tàu này vào bảo tàng, đặc biệt một số bộ phận của chúng sẽ được rã ra và gửi tới các bảo tàng khắp đất nước “là một quyết định khó khăn”. Nhưng việc này “sẽ tạo điều kiện cho nhiều người chia sẻ với lịch sử và những sứ mệnh của chương trình tàu con thoi NASA”.

Tàu sử dụng nhiều lần hay một lần?

Ý tưởng thành lập con tàu vũ trụ sử dụng nhiều lần ra đời giữa thập niên 1960, trước khi thực hiện việc phóng đầu tiên các tàu Apollo. Xây dựng một phương tiện giao thông thường xuyên du hành vào vũ trụ và trở về Trái đất đắt đỏ hơn tạo ra những con tàu chỉ sử dụng một lần.

Tuy nhiên những người đấu tranh cho tàu vũ trụ sử dụng nhiều lần đã chứng minh nếu phóng nhiều lần thì phí tổn cho việc xây dựng và bảo trì các tàu con thoi sẽ được bồi hoàn. Các nghị sĩ Hoa Kỳ đã cân nhắc kỹ ý tưởng này, liệu có nên bỏ những khoản tiền khổng lồ vào cuộc phiêu lưu này không? Cuối cùng, chương trình xây dựng các tàu con thoi cũng được thông qua năm 1972.

Liên Xô (cũ) từng xây dựng tàu vũ trụ sử dụng nhiều lần của mình. Tương tự tàu con thoi, “Buran” đã được hoàn tất năm 1984, nhưng chỉ thực hiện chuyến bay không người lái duy nhất vào ngày 15-11-1988 từ sân bay Baiconur, bay hai vòng quanh Trái đất. Chương trình Buran bị khép lại năm 1993, trong khi con tàu vũ trụ bị phá hủy do hư phần mái của thân lắp ghép thử nghiệm năm 2002 tại sân bay Baiconur.

Trở lại với tàu con thoi, con tàu đầu tiên được hoàn tất năm 1976 mang tên Enterprise, theo tên con tàu của loạt phim khoa học viễn tưởng nổi tiếng khi đó Con đường ngôi sao. Tuy nhiên con tàu này không bao giờ được lên quỹ đạo. Các chuyên gia của NASA chỉ sử dụng nó cho các chuyến bay thử nghiệm và tìm ra các công nghệ hạ cánh cho các con tàu mới.

Tàu con thoi thật sự đầu tiên chính là Columbia, hoàn tất năm 1979. Năm 1982, người Mỹ chế tạo Challenger và Discovery. Năm 1985, tại NASA xuất hiện Atlantis, và năm 1991 tàu Endeavour thay thế con tàu Challenger đã nổ tung năm 1986.

Tất cả những tàu con thoi này đều được thiết kế cho những sứ mệnh ngắn ngày, bởi chúng không có nguồn năng lượng mặt trời riêng đủ để thực hiện những chuyến bay dài ngày trong vũ trụ. Chuyến bay dài nhất trong lịch sử các tàu con thoi là 17 ngày 15 giờ 53 phút. Năng lượng để đưa các con tàu lên quỹ đạo được chứa trong một bình nhiên liệu ngoài - các tàu con thoi bay theo chiều thẳng đứng, trong khi tại sân bay xuất phát, trông chúng giống như được gắn vào các tên lửa mang “Soyuz”.

Việc hạ cánh của các tàu con thoi cũng giống việc hạ cánh của các máy bay thông thường, chỉ khác là đường băng cho tàu con thoi dài hơn một đường băng điển hình trong sân bay, khoảng 4,6km.

Phóng to

Tàu Atlantis trong lần phóng cuối cùng - Ảnh: nasa.gov

Ưu điểm cũng là khuyết điểm

Kể từ chuyến bay đầu tiên của tàu con thoi Columbia ngày 12-4-1981, các tàu con thoi đã bay lên quỹ đạo khoảng 135 lần. Một trong những khác biệt quan trọng của tàu con thoi là sức tải lớn của nó - trọng lượng mà con tàu có thể mang lên khoảng không gần mặt đất lên tới 24,4 nghìn kg (khoang vận tải lớn để có thể chứa được nhiều thiết bị có lợi, trong đó có thức ăn, là điều kiện chính để xây dựng các tàu con thoi).

Khi thành lập chương trình tàu con thoi, các chuyên gia hoạch định việc phóng con tàu sẽ thu lợi, nếu tần số xuất phát của chúng là 30 chuyến/năm. Sau khởi đầu chương trình, tần số “có thể” được hạ xuống còn 24 chuyến/năm. Thế nhưng số lần xuất phát thật sự của chúng ít hơn nhiều - vào cao điểm “thời vụ” của các tàu con thoi năm 1985, số lần phóng tàu chỉ có chín lần.

Trong số những “hành khách” nổi tiếng nhất của các tàu con thoi có thể kể kính viễn vọng quỹ đạo Hubble (không chỉ được đưa lên nhờ các tàu con thoi Hubble còn được sửa chữa năm lần nhờ các đội bảo trì do các tàu con thoi đưa lên), kính viễn vọng hồng ngoại Spitzer, đài thiên văn điện quang Chandra, con tàu không người lái liên hành tinh Magellan vẽ bản đồ Kim tinh, thiết bị Gallileo, thiết bị do con người chế tạo duy nhất được đưa lên quỹ đạo Mộc tinh.

Ngoài ra, tàu Atlantis cũng đã đưa lên quỹ đạo môđun kết nối với trạm không gian Mir, môđun nghiên cứu của Nga MIM-1 cho Trạm không gian quốc tế (ISS), đồng thời các bộ phận cho các ga vũ trụ trên quỹ đạo Trái đất. Dĩ nhiên, đó là chưa tính các phi hành đoàn của các tàu con thoi đã phóng đi nhiều vệ tinh khác nhau.

Nhưng nghịch lý là ưu điểm lớn nhất của chương trình tàu con thoi - sức tải của nó - cũng chính là điểm yếu lớn nhất. Sau khi hoàn tất việc xây dựng trạm Mir, và sau đó là ISS, khoang tải quá lớn của con tàu trở nên không cần thiết. Điều đó có nghĩa chi phí cho mỗi lần phóng con tàu sẽ rất lớn.

Hai thảm họa, năm 1986 trong lần xuất phát của Challenger và năm 2003 khi bay vào khí quyển Trái đất tàu con thoi Columbia bị cháy, chứng tỏ các con tàu vũ trụ sử dụng nhiều lần này không phải đã hoàn toàn an toàn. Kết quả là chương trình các tàu con thoi được quyết định khép lại.

Tương lai chinh phục vũ trụ bỏ ngỏ

Người quyết định “đóng cửa vũ trụ” các tàu con thoi chính là cựu giám đốc NASA Michael Griffin, lãnh đạo cơ quan này từ 2005-2009. Griffin không thích dựa vào cảm xúc, nhiều lần nói chương trình tàu con thoi là một trong những sai lầm chủ yếu của NASA (sai lầm thứ hai theo Griffin là việc tham gia xây dựng ISS). Thay cho các tàu con thoi, Griffin ưu tiên sử dụng các con tàu vũ trụ sử dụng một lần Orion, rất giống các tàu Apollo hay Soyuz của Nga.

Việc xây dựng Orion vì các lý do tài chính đã bị đình hoãn năm 2010, nhưng đến tháng 5-2011, NASA tuyên bố sẽ lại bắt tay xây dựng con tàu này và dự kiến chuyến bay thử nghiệm đầu tiên của Orion sẽ không trước năm 2014. Cùng lúc, các công ty vũ trụ tư nhân được mời thiết kế các con tàu kế thừa tàu con thoi, và hiện đang có một số công ty bắt tay vào việc này.

Trong thời gian chờ đợi con tàu mới, phương tiện duy nhất để đưa các phi hành gia Mỹ lên ISS sẽ là tàu Soyuz của Nga. NASA đã ký với Cơ quan vũ trụ Nga Roskosmos các thỏa thuận bổ sung trị giá 753 tỉ USD để kéo dài hợp đồng đưa các phi hành gia Hoa Kỳ lên ISS cho đến năm 2016. Hợp đồng này là phần mở rộng cho hợp đồng trước trị giá 355 tỉ USD ký vào tháng 4-2010 và được thực hiện trong giai đoạn từ 2013-2014. Thỏa thuận mới sẽ có hiệu lực đến ngày 30-6-2016.